一种耐深冲压的印铁黑墨的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油墨技术领域，尤其涉及一种环保型的、耐深冲压的印铁黑墨。
【背景技术】
[0002] 镀锡薄钢板(俗称马口铁）目前仍为包装行业的主要材料之一，这是由于它具有耐 高温处理、耐机械加工及耐腐蚀等优良性能。为了美观和便于识别各种内容物，则需在制罐 前在马口铁外壁印刷上各种图案和标志。根据不同的包装要求则需使用到白可丁、黑可丁、 油墨、涂料等。虽然黑可丁的耐深冲压性能远远优于黑墨，但是黑可丁为满版的滚涂印刷， 必须在满版印刷的前提下才可使用，这就无法满足需在马口铁上有留空（即露出素铁或者 直接在素铁上印刷彩色图案等）的印刷，因此印刷型的黑墨在印铁制罐行业中一直占有一 定的市场份额。
[0003] 现有印铁黑墨主要是由椰子油醇酸树脂或豆油醇酸树脂、环氧树脂和氨基树脂为 连接料与炭黑整色剂经混合研磨而成，醇酸树脂对颜料的润湿性能较好，涂膜的附着力和 柔韧性良好，并用环氧树脂以提高附着力、耐冲击和耐蒸气杀菌性能，氨基树脂作为固化剂 促进醇酸树脂、环氧树脂的交联固化，并提高涂膜的硬度和光泽。
[0004] 一般来说，提高醇酸树脂的用量，涂膜的耐化学药品性和附着力下降；提高环氧树 脂用量，则附着力和耐蒸气性能提高，但涂料干性较差；炭黑含量在10%以下印刷性能和涂 膜的光泽较好但遮盖力差，炭黑的用量在10%以上，涂膜的黑度和遮盖力较好，但印刷性能 和涂膜的光泽差。
[0005] 基于上述技术原因，目前印铁黑墨存在如下不足之处：配方含有钴、锰类催干剂， 不环保；配方中用于提高附着力的环氧树脂含有对人体有害的物质双酚A;耐深冲压性能 差，无法满足深加工产品的要求。
[0006] 有鉴于此，确有必要提供一种环保型的、耐深冲压的印铁黑墨，其配方不含钴、锰 类催干剂，符合环保的要求；且其配方中不含双酚A等对人体有害的物质；更为重要的是， 其耐深冲压性能好，可以满足深加工产品的要求，达到高性能黑可丁的深冲效果。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种环保型的、耐深冲压的印铁 黑墨，其配方不含钴、锰类催干剂，符合环保的要求；且其配方中不含双酚A等对人体有害 的物质；更为重要的是，其耐深冲压性能好，可以满足深加工产品的要求，达到高性能黑可 丁的深冲效果。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 脱水蓖麻油醇酸树脂 40%~70% ; 封闭型聚异氰酸酯 3%~16% ; 苯代氨基树脂 3%~15% ; 丁醚化氨基树脂 1%~6% ; 分散剂 0. 5%~5% ; 流变助剂 1%~3% ; 炭黑 5%~15% ; 填料 0~5%; 整色剂 0.01%~0.1%; 消泡剂 0. 1%~1% ; 流平剂 0. 1%~1% ; 催化剂 0. 1%~1% ; 高沸点溶剂 1%~5%。
[0009]其中，脱水蓖麻油醇酸树脂光泽高、耐候性好、刷涂性、流平性好，而且其对溶剂的 释放较快，干燥性能好，对颜料的润湿性好，涂膜的附着力和柔韧性好；而且采用脱水蓖麻 油醇酸树脂为基料，可制成低温固化型印铁黑墨，添加少量氨基树脂可以调节干性。脱水蓖 麻油醇酸树脂与氨基树脂合用能很好地固化成膜，而且膜的柔韧性好，附着力也很理想。 [0010]封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯的NC0基团与封闭剂反应生成的常温下稳定 的聚合物，封闭型聚异氰酸酯与多元醇树脂配合，可以得到常温下稳定的油墨，该油墨在烘 烤条件下，封闭剂在高温下解离，释放NC0基团，从而聚异氰酸酯与多元醇树脂组分发生交 联反应，形成涂膜。封闭型聚异氰酸酯容易操作，且对大气湿度不敏感。
[0011] 溶剂用于溶解其他物质，使其它物质均匀分散于其内。苯代氨基树脂、丁醚化氨基 树脂与各种热固性树脂的兼容性好，而且耐水性好、光泽好、柔韧性好、耐盐雾、耐化学性能 好，特别是在移转印方面对着色更优异。催化剂用于起到催化作用，提高脱水蓖麻油醇酸树 脂和封闭型聚异氰酸酯之间交联反应的速度、降低固化温度、缩短固化时间、提高油墨的硬 度、光泽、耐潮湿性和耐腐蚀性、提高油墨的机械性能。
[0012] 炭黑是黑色油墨的主要原料，其是烃类不完全燃烧或热裂解的产区，主要成分是 碳，其是由近似石墨的准晶体构成的近于球状的胶体粒子或粒子和粒子熔接在一起的聚集 体。炭黑表面有化学吸附的含氧官能团，其能够起到类似于表面活性剂的作用，从而使得炭 黑表面容易被润湿，使其分散性和分散后的稳定性均大为增强。而且，较少量的炭黑就能够 达到足够的黑度，填料可以使得油墨的粘度增加，填料和炭黑在添加前需经过脱水处理，以 避免消耗掉部分异氰酸酯，炭黑可以使得整个油墨呈黑色。分散剂可以将填料有效地分散 开来，防止填料团聚，使得填料的增稠效果各处均一。流变助剂是油墨的关键成分，它可以 控制流体产品的精密特性和特征，没有这些介质油墨就容易流挂，油墨在涂布过程中就会 四处飞溅，覆盖能力变小，而且保存期限也会缩短，采用流变助剂可调整油墨的流动性，减 少在辊涂或刷涂过程中发生的滴落和飞溅，油墨粘度快速且受控地增加，从而改善了抗流 挂性，在油墨运输或储存过程中，流变助剂可防止配方中颜料沉降，确保了最终产品的一致 性，耐久性和良好的涂布特性之间达到理性的平衡。
[0013] 此外，本发明中溶剂的含量很少，仅为1%-5%，再加上填料和炭黑的强效的增稠作 用，因此，本发明特别粘稠，因此在加工过程中，特别需要流平剂。流平剂是在动态或者静态 条件下，能够降低表面张力，增加润湿性能，提高流平效果的助剂。如果流平不良，将导致桔 皮、缩孔、刷痕等等涂膜缺陷，而适量的流平剂的添加则可以改善这些涂膜缺陷，促使油墨 在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。油墨涂敷于物体表面以后，增滑助剂 能浮在涂膜表面，降低油墨的表面张力，使涂膜对第二个表面的摩擦系数降低，使涂膜避免 划伤，还可提高油墨的连续化的工业涂装的作业性。
[0014] 整色剂可以提高印铁黑墨的黑度，使得涂膜显得更黑，通过加入不同的整色剂，可 以得到暖色色调或冷色色调。此外，油墨中泡沫的存在会引起各种问题，如生产效率低、能 耗增加、印刷表面缺陷、生产印刷难以进行等问题，消泡剂具有优异的抑泡和破泡功能，可 以显著地减小表面张力。
[0015] 相对于现有技术，本发明通过选择合理的成分和各成分的含量，可以使其达到最 佳的交联密度，从而降低了内应力的产生，提高了拉伸性、柔韧性、附着力等总体性能，使其 具有耐深冲压、耐划伤等优良的综合性能，可以满足深加工广品的要求，达到尚性能黑可丁 的深冲效果。而且其配方不含钴、锰类催干剂和双酚A等对人体有害的物质，符合环保的要 求。
[0016] 其中，脱水蓖麻油醇酸树脂为短油脱水蓖麻油醇酸树脂，油度为40以下，其制备 方法为：将蓖麻油与混合油酸(亚麻油酸和葵花籽油酸，二者的质量比为1 :1)按重量比1 :1 混合，在惰性气体保护下，升温至250°C，保温反应2h，开始检测反应器中游离脂肪酸浓度， 控制酯化程度。酯化完成后，高温裂解，混合脂肪酸重新游离出来，蓖麻油转化成脱水蓖麻 油。该步骤的原理为：用亚麻酸油酸和葵花籽油酸等脂肪酸与蓖麻油分子链上的羟基反应， 即二次酯化，由于生成的二次酯化物不稳定，在高温下发生裂解，在蓖麻油分子链上形成共 辄双键，得到脱水蓖麻油。
[0017] 裂解反应完成后，向反应器中脱水蓖麻油与游离脂肪酸混合物中加入过量甘油及 0. 1%氧化钙，升温至230°C进行反应，至羟基含量达到预定标准后，投入苯酐，再于235°C保 温缩合2h，开始检测，直至树脂合格，即制得脱水蓖麻油醇酸树脂。脱水蓖麻油经甘油醇解， 与苯酐缩合，即得醇酸树脂。
[0018] 作为本发明耐深冲压的印铁黑